鲁科版 (2019)选择性必修1微项目 揭秘索尔维制碱法和侯氏制碱法——化学平衡思想的创造性应用课文ppt课件
展开1.通过认识制碱工业中复杂的多平衡体系,学会分析溶液中的微粒和平衡,理解平衡之间的相互影响,能根据实际需求选择调控平衡移动的方法;2.通过了解工业制碱的原理,体会化学原理的巧妙应用,了解我国科学家对制碱工业作出的巨大贡献。
纯碱是重要的基础化工原料
比利时工程师索尔维以食盐、石灰石和氨为原料制得碳酸钠和氯化钙,1867年这种方法被命名为索尔维制碱法。 索尔维制碱法以NaCl、NH3、CO2、H2O作为反应物,可制得NaHCO3, NaHCO3可溶于水,而索尔维法却能得到NaHCO3沉淀,试用化学平衡的原理解释原因并书写制碱(纯碱)反应的化学方程式。
NaCl = Cl−+Na+
2NH3·H2O+CO2=
索尔维制碱法(1861年)
[思考]结合下表思考为什么第一步反应中不直接生成Na2CO3?
[思考]可以通过改变哪些外界条件来增加NaHCO3产量?
[思考]实际工业中为什么要先向饱和食盐水中通入氨气制得氨盐水,再缓慢而持续地通入二氧化碳?
二氧化碳在饱和食盐水中溶解度小,先通二氧化碳再通氨气,制得的碳酸氢钠量太少,不会析出。先通氨气形成氨盐水,再通二氧化碳能被大量吸收,有利于制得更多的碳酸氢钠。
[思考]还可以通过调控什么条件促使下列平衡正向移动呢?
NaHCO3在不同温度下的溶解度数据
试管内溶液红色变浅,最后变为无色,然后溶液变浑浊,有固体析出。
[思考]氨是怎样实现循环利用的? 书写“灰蒸”这一步反应的离子方程式。从绿色化学角度,评价索尔维法的优点和不足。
优点:NH3、CO2实现循环利用。
不足:CaCl2、NaCl直接排放,食盐利用率低。
1937年, 卢沟桥事变后不久,日军攻占天津,原制碱厂被迫停产。范旭东、侯德榜等将工厂迁至四川。四川没有廉价的海盐,只能使用从深井中吊上来的低浓度“ 井盐水 ”,井盐与海盐相比,成本是海盐的十倍之高。如何提高制碱工艺中原料NaCl的利用率是当时亟待解决的难题。
高浓度的Cl−会使补加的食盐难以溶解
侯氏制碱法是将索尔维法和合成氨工业联合起来,同时生产纯碱和氯化铵两种产品的方法,也称“联合制碱法”。
1.比利时人索尔维以NaCl、CO2、NH3、H2O为原料制得了纯净的Na2CO3,该法又称氨碱法,其主要生产流程如下:
A.从理论上看,循环生产时不需要再补充NH3B.从绿色化学原料充分利用的角度看,该方法有两个明显的缺陷是:氯化钠未能充分利用和产生CaCl2废弃物C.将NH4Cl作为一种化工产品,不再生产NH3来循环使用D.从理论上看,每再生产1 ml Na2CO3,再补充的物质及其物质的量分别是2 ml NaCl和1 ml CO2
下列有关说法不正确的是( )
2.右图是模拟“侯氏制碱法”制取NaHCO3的部分装置。下列操作正确的是( )A.由a通入CO2,然后由b通入NH3,c中放碱石灰B.由b通入NH3,然后由a通入CO2,c中放碱石灰C.由a通入NH3,然后由b通入CO2,c中放置蘸稀硫酸的脱脂棉D.由b通入CO2,然后由a通入NH3,c中放置蘸稀硫酸的脱脂棉
3.我国化学家侯德榜根据NaHCO3溶解度比NaCl、Na2CO3、NH4HCO3、NH4Cl都小的性质,运用CO2+NH3+H2O+NaCl === NaHCO3↓+NH4Cl的反应原理制备纯碱。下面是在实验室进行模拟实验的生产流程示意图:则下列叙述错误的是( )A.A气体是NH3,B气体是CO2B.第Ⅲ步得到的晶体是发酵粉的主要成分C.第Ⅲ步操作用到的主要玻璃仪器是烧杯、漏斗、玻璃棒D.第Ⅳ步操作的主要过程有溶解、蒸发、结晶
4.我国化学家侯德榜改革国外的纯碱生产工艺,探索出了一种生产纯碱的方法,其生产流程可简要表示如下:
(1)上述生产纯碱的方法称 ,副产品的一种用途为 。 (2)沉淀池中发生反应的化学方程式是 。
NH3+CO2+H2O+NaCl === NaHCO3↓+NH4Cl
(3)写出上述流程中X物质的分子式为 。 (4)向母液中通氨气,加入细小食盐颗粒,冷却析出副产品,通氨气的作用有 。 a.增大 的浓度,使NH4Cl更多地析出b.使NaHCO3更多地析出c.使NaHCO3转化为Na2CO3,提高析出NH4Cl的纯度
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